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La Física de Astropartículas o Astrofísica de Partículas es un campo relativamente reciente de investigación que se dedica al estudio de las partículas elementales de origen astrofísico.

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La física de partículas es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos.

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Estudiar y determinar la naturaleza, energía y lugar de origen de los rayos cósmicos como vía para comprender mejor el origen del Universo.

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martes, 29 de noviembre de 2011

Nueva evidencia de agua líquida en Europa

Nueva evidencia de agua líquida en Europa
En lo que es posiblemente un hallazgo importante en la búsqueda de vida más allá de la Tierra, analizando los datos proporcionados por la sonda Galileo, de la NASA, los científicos han descubierto lo que parece ser un cuerpo de agua líquida, del volumen de los Grandes Lagos en América del Norte, atrapado bajo el recubrimiento helado de Europa, una luna de Júpiter.

El agua podría representar un potencial hábitat para la vida y es posible que existan muchos otros lagos como ese en las regiones donde el recubrimiento de Europa es delgado, escribieron investigadores en la revista Nature.

"Los datos parecen convincentes", dijo Mary Voytek, quien es la directora del Programa de Astrobiología de la NASA, cuyas oficinas centrales se encuentran ubicadas en Washington. "Sin embargo, los científicos de todo el mundo querrán observar este análisis y revisar los datos antes de que podamos apreciar completamente las implicancias de estos resultados".

La nave espacial Galileo, lanzada por el transbordador espacial Atlantis en 1989, proporcionó a los científicos décadas de datos para analizar, antes de zambullirse en la atmósfera de Júpiter, en 2003. Uno de los descubrimientos más importantes fue la inferencia de un océano global de agua salada debajo de la superficie de Europa. Este océano es lo suficientemente profundo como para cubrir toda la superficie de Europa y contiene más agua líquida que todos los océanos de la Tierra combinados. Sin embargo, debido a que se localiza lejos del Sol, la superficie de este océano se encuentra completamente congelada. La mayoría de los científicos cree que esta capa de hielo tiene decenas de kilómetros de espesor.

"Una opinión de la comunidad científica ha sido que si la capa de hielo es gruesa, eso sería algo malo para la biología. Podría significar que no hay comunicación entre la superficie y el océano ubicado debajo de ella", dijo Britney Schmidt, quien es la autora principal del artículo publicado en Nature y que también realiza investigación posdoctoral en el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas, en Austin. "Ahora, vemos evidencia de que es una capa gruesa de hielo que puede mezclarse vigorosamente y contamos con nueva evidencia de lagos gigantes poco profundos. Esto podría hacer que Europa y su océano sean más habitables".

Schmidt y su equipo se enfocaron en imágenes tomadas por la sonda Galileo de dos rasgos sobresalientes y más o menos circulares de la superficie de Europa, llamados terrenos caóticos. Tomando como base procesos similares observados en la Tierra (en capas glaciares y debajo de glaciares que cubren volcanes), desarrollaron un modelo que consta de cuatro pasos para explicar cómo podrían formarse. El modelo resuelve diversas observaciones que podrían ser conflictivas. Algunas parecían sugerir que la capa de hielo es espesa, mientras que otras indicaban que es delgada.

El reciente análisis sugiere que los rasgos caóticos en la superficie de Europa se formaron por mecanismos que involucran un intercambio significativo entre la capa helada y un lago ubicado debajo de ella. Este tipo de "caos" podría proporcionar un camino para transferir nutrientes y energía entre la superficie y el vasto océano global que se piensa que existe debajo de la gruesa capa de hielo. Los investigadores creen que esto incrementaría la posibilidad de que exista vida allí.

"Este nuevo entendimiento de los procesos que tienen lugar en Europa no hubiese sido posible sin la base proporcionada por los últimos 20 años de observaciones de los casquetes glaciares y de las capas de hielo flotantes de la Tierra", dijo Don Blankenship, quien es co–autor del trabajo e investigador titular del Instituto de Geofísica, donde dirige estudios aéreos con radares sobre los casquetes polares de la Tierra.

Los autores tienen buenas razones para creer que su modelo es correcto. Sin embargo, debido a que los lagos inferidos se encuentran ubicados a diversos kilómetros debajo de la superficie, la única verdadera confirmación de su presencia tendría que ser establecida por una nave espacial de una misión futura, diseñada para explorar la capa de hielo. Una misión de esta naturaleza fue clasificada como la segunda misión de más alta prioridad por el reciente Informe Decadal de Ciencia Planetaria del Consejo Nacional de Investigaciones, y está siendo estudiada por la NASA.

Ciencia@NASA

domingo, 27 de noviembre de 2011

Las galaxias también cambian por dentro

Las galaxias también cambian por dentro
Las grandes transformaciones que experimentan las galaxias en su interior marcarán el futuro de las investigaciones sobre su evolución. Este candente campo de investigación ha centrado la XXIII edición de la 'Canary Islands Winter School of Astrophysics', organizada por el IAC. Dos semanas de charlas y debates en el Puerto de la Cruz (Tenerife).

Las galaxias interactúan entre sí e, incluso, llegan a fusionarse creando una nueva galaxia más grande y con forma elíptica. Este sociable comportamiento ha marcado gran parte de los trabajos que tratan de aclarar cómo evolucionan estos objetos. Sin embargo, también hay que buscar respuestas en su interior. Esta es la principal conclusión de la XXIII edición de la Canary Islands Winter School of Astrophysics, organizada por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y que ha concluido en el Puerto de la Cruz, en Tenerife.

Por espacio de dos semanas, los 83 participantes en las jornadas – estudiantes de doctorado y postdoctorado provenientes de Australia, Canadá, EE UU, Argentina, México, Corea, China, y toda Europa- han tenido la oportunidad de profundizar en la evolución de las galaxias de la mano de importantes especialistas en la materia.

La elección del tema no es casual. Aunque la evolución galáctica se estudia desde los años ’70, los avances en cartografiado y la información aportada por los telescopios de última generación han ampliado el interés por este campo de investigación, uno de los que plantea más incógnitas de la astrofísica actual.

“Hasta el momento, la comunidad científica pensaba que la evolución de las galaxias estaba dominada por la interacción o fusión entre ellas, desde el Bing Bang hasta nuestros días. Sin embargo, una de las conclusiones más importantes de esta Escuela de Invierno es que las galaxias, durante su vida, sufren fuertes transformaciones morfológicas y dinámicas inducidas por procesos internos que en muchas ocasiones superan aquellas producidas por agentes externos”, explica el investigador del IAC Jesús Falcón, uno de los organizadores del encuentro. Esta mirada al interior, añade el científico, “marcará la dirección de este campo de la astrofísica en la próxima década”.

En esta edición, la Escuela de Invierno del IAC ha contado con la presencia de figuras destacadas, como el profesor del California Institute of Technology (EEUU) Nick Scoville, uno de los impulsores del sondeo COSMOS, el mayor de sus características que cuenta con observaciones realizadas por varios de los mayores telescopios espaciales, Hubble, Spitzer, GALEX, XMM y Chandra, y terrestres. Este mapeado está permitiendo profundizar en la comprensión de la evolución galáctica pero, como explica el propio Scovillle, es sólo el principio: “Estamos observando sólo el 4% de la materia del universo. El resto, compuesto por la materia y la energía oscura, supondrá el próximo reto para la ciencia”.

Jacqueline van Gorkom, profesora de la Universidad de Columbia (EEUU), también aborda la cuestión de la materia oscura: “Su presencia es diez veces mayor en las galaxias que en las estrellas que vemos”. Según señala, es posible llegar a este tipo de conclusiones gracias a la radioastronomía, un campo que ofrece y ofrecerá amplia información sobre las galaxias. “Analizamos datos como el gas contenido en ellas, que permite que se sigan creando estrellas; o cómo se mueven”, explica la investigadora.

‘Pseudobulbos’ galácticos y agujeros negros

John Kormendy, profesor de la Universidad de Texas, Austin (EEUU), abordó en su presentación otra de las cuestiones de mayor actualidad en este ámbito de investigación: los pseudobulbos galácticos y su relación con los agujeros negros que se ubican en el centro de la mayoría de las galaxias.

Los bulbos galácticos son grupos de estrellas que suelen encontrarse en la parte central de las galaxias elípticas, aquellas que resultan de la fusión entre dos galaxias. Parece admitirse que estos objetos interactúan con los agujeros negros supermasivos de esas galaxias. “De alguna manera, se regulan mutuamente”, apunta Kormendy. Esto no ocurre en cambio con los pseudobulbos galácticos. Son estructuras similares a los bulbos pero aparecen en galaxias espirales –como La Vía Láctea-, es decir, galaxias que han evolucionado solas, sin fusionarse con otras. “Hemos descubierto que estos falsos bulbos no se relacionan con los agujeros negros de sus galaxias”, apunta el astrofísico. Conocer las razones y comprender el fenómeno también será objeto de estudio en los próximos años.

Hay más temas que despiertan el interés de los científicos. Para la profesora Daniela Calzetti, de la Universidad de Massachussets (EEUU), otro de los desafíos es comprender la formación de la secuencia de Edwin Hubble. Ideada por el astrónomo estadounidense en 1936, se trata de un diagrama –en forma de diapasón- que clasifica a las galaxias del universo en diez categorías. “Comprender los mecanismos físicos que determinan la formación de esta secuencia y, por extensión, profundizar en los procesos que provocan que el gas se convierta en una estrella son dos cuestiones clave para la astrofísica del futuro”, apunta Calzetti.

Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)

sábado, 26 de noviembre de 2011

Reconstruyen la historia de un agujero negro

Reconstruyen la historia de un agujero negro
Tres equipos de astrónomos han logrado determinar la masa, la rotación y la distancia a la Tierra de un agujero negro especialmente famoso, Cygnus X-1, y con esos parámetros han reconstruido su historia. El objeto tiene casi 14,8 veces la masa del Sol, gira 800 veces por segundo y está a 6.070 años luz de aquí. Fue identificado como candidato a agujero negro hace casi cuatro décadas, pero entonces el gran especialista Stephen Hawking no estaba convencido y, en 1974, apostó con un colega y amigo, el físico teórico estadounidense Kip Thorne, a que no se trataba de tal objeto. Perdió. En 1990, cuando ya se habían hecho más observaciones de Cygnus X-1, el físico británico aceptó la derrota. Fue una de las varias apuestas que Hawking y Thorne han hecho sobre cuestiones científicas.

Una vez aceptado como tal, el objeto no perdió interés, al contrario. Cygnus X-1 es un agujero negro estelar, es decir, que se ha formado por el colapso de una estrella masiva, y forma un sistema doble con otro astro. Ahora, los tres grupos de astrónomos, que han trabajado con telescopios en tierra y en el espacio, presentan sus conclusiones complementarias en tres artículos publicados en The Astrophysical Journal. "La nueva información nos proporciona pistas sólidas acerca de cómo se formó el agujero negro, su masa y su velocidad de rotación, y es emocionante, porque no se sabe mucho acerca del nacimiento de un agujero negro", señala Mark Reid, líder de uno de los equipos, en un comunicado del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (EE UU). El horizonte de sucesos (la frontera de no retorno de la materia que cae en un agujero negro) gira en este más de 800 veces por segundo, muy cerca del máximo calculado.

Otro dato importante es la edad: tiene unos seis millones de años, según estudios de la estrella compañera y modelos teóricos. Por tanto, es relativamente joven en términos astronómicos, y no ha tenido mucho tiempo para tragarse suficiente materia de su entorno como para acelerar su rotación, por lo que Cygnus X-1 debió nacer ya girando muy rápido. Además, debió formarse prácticamente con la misma masa que tiene ahora, 14,8 veces la del Sol. "Ahora sabemos que es uno de los agujeros negros estelares más masivos de la galaxia y gira más rápido que cualquier otro que conozcamos", afirma Jerome Orosz (San Diego State University). El telescopio espacial de rayos X Chandra, de la NASA, ha sido clave en esta investigación.

"Como no puede escapar de un agujero negro más información, su masa, rotación y su carga eléctrica supone la descripción completa", dice Reid. "Y la carga de este agujero negro es casi cero".

Un tercer equipo, gracias a los radiotelescopios sincronizados del sistema VLBA, ha logrado precisar la distancia de Cygnus X-1 (dato esencial para determinar la masa y la rotación), así como el desplazamiento del objeto en el espacio. Resulta que el agujero negro se mueve muy despacio respecto a la Vía Láctea, lo que significa que no recibió impulso al formarse. Este dato apoya la hipótesis según la cual este objeto no se formó en una explosión de supernova (cuando una estrella supermasiva ha consumido todo su combustible), que habría dado ese impulso y llevaría mucha más velocidad. Debió ser un colapso estelar, sí, pero sin explosión, lo que dio origen al agujero negro en cuestión. En cuanto a la distancia, antes de estas nuevas medidas que la han fijado en 6.070 años luz, se estimaba entre 5.800 y 7.800 años luz, indican los expertos del National Radio Astronomy Observatory (que opera el VLBA).

ELPAIS.com

martes, 22 de noviembre de 2011

El físico Roger Penrose pone en duda que los neutrinos viajen más rápido que la luz

El físico Roger Penrose pone en duda que los neutrinos viajen más rápido que la luz
El físico y matemático inglés Roger Penrose ha puesto en duda los resultados del experimento realizado por el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) que indican que las partículas de neutrinos viajarían más rápido que la velocidad de la luz, un resultado que ha visto "muy difícil".

En una rueda de prensa ofrecida en Santiago, donde recogerá el IV Premio Fonseca, Roger Penrose ha considerado que, probablemente, en este experimento "no se han tenido en cuenta todas las circunstancias relacionadas con la Teoría General de la Relatividad" que "incorpora la gravitación".

"Yo no lo creo", ha sentenciado Penrose, al tiempo que ha señalado que "hay tantos experimentos que confirman esta teoría que parece difícil este resultado".

Aunque se ha mostrado a favor de que los científicos traten de refutar teorías, el físico inglés ha asegurado que los resultados del CERN "no cuadran con los resultados" de la pruebas "que superó hasta ahora la Teoría de la Relatividad".

En particular, ha puesto como ejemplo una supernova registrada en el año 1987 que, antes de emitir luz, emitió "un chorro de neutrinos". En la tierra, la llegada de los neutrinos y de la luz fue registrada con unas horas de diferencia, aunque "si se aplicasen los resultados" del experimento del CERN, "tendrían que haber llegado con años de diferencia".

En cuanto a la existencia o no del bosón de Higgs, una partícula hipotética que, según la física, es la responsable de dar masa a todo lo conocido, Roger Penrose ha asegurado que "no le satisface" la "idea de una partícula simple para explicar la masa" y ha apostado por "algo bastante más complejo".

En cuanto a su teoría de la mente, Roger Penrose ha considerado "peligroso" que las personas "tengan mucha confianza" en máquinas como los ordenadores, dado que "las máquinas tienen cero entendimiento". "Quien da la comprensión son los humanos", ha señalado el físico, que no ha descartado que "en el futuro alguien describa de donde viene la conciencia" aunque esto no evitará que las máquinas sigan sin tenerla.

Por otra parte, ha hablado sobre la bajada de recursos para la investigación en ciencia básica, algo que están "sufriendo" en distintos países, incluido el Reino Unido.

Sobre esta cuestión, Roger Penrose ha asegurado que se trata de "un planteamiento de miras cortas" que ha equiparado con la investigación sobre el cambio climático, que "los gobiernos fueron aplazando".

El físico y matemático inglés Roger Penrose recogerá en Santiago de Compostela el IV Premio Fonseca, que concede el programa ConCiencia de la Universidad de Santiago de Compostela (USC).

EUROPA PRESS

sábado, 19 de noviembre de 2011

Las galaxias son expertas en "reciclaje"

Las galaxias son expertas en "reciclaje"
Los científicos han descubierto que las galaxias son expertas en "reciclaje" ya que, según sus observaciones con el telescopio espacial Hubble de la NASA, reutilizan continuamente grandes volúmenes de hidrógeno y elementos pesados para crear nuevas generaciones de estrellas.

Los científicos aseguran que esta práctica de "reciclaje" evita que algunas galaxias vacíen sus "tanques de combustible" -de distintos gases- y extiendan su etapa de formación de estrellas durante más de 10.000 millones de años, según publicaron en tres estudios complementarios sobre el tema en la revista Science.

Uno de los objetivos de los estudios era estudiar cómo otras galaxias como la Vía Láctea suman masa con la formación de estrellas y sus hallazgos, aseguran, son un desafío para los modelos teóricos sobre el papel de los flujos de gas en la creación de galaxias.

Los astrónomos creen que el color y la forma de una galaxia están en gran parte controlados por el gas que fluye a través de un extenso halo que existe a su alrededor, compuesto de hidrógeno, helio y elementos pesados como carbono, oxígeno, nitrógeno y neón, en contraposición a la materia oscura, que es el espacio desconocido que también forma parte del Universo.

Sus conclusiones se basan en las observaciones del Telescopio Espacial Hubble, en particular de uno de sus instrumentos, el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) que ayudó a detectar el halo de gas que recubre la Vía Láctea y otras 40 galaxias.

Las observaciones de estrellas distantes con este aparato muestran que una gran masa de nubes se precipita a través del halo gigante de la Vía Láctea, lo que favorece la formación de estrellas.

Estas nubes de hidrógeno caliente residen dentro del disco de 20.000 años luz de la Vía Láctea y contienen material suficiente para generar 100 millones de soles.

Parte de este gas es material reciclado que está siendo continuamente alimentado por la formación de estrellas y la energía explosiva de las novas y las supernovas, que generan gas químicamente enriquecido de nuevo en el halo.

Nicolas Lehner, de la Universidad de Notre Dame en South Bend, Indiana; Jason Tumlinson del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland, y Todd Tripp de la Universidad de Massachusetts en Amherst son los principales autores de los tres estudios.

"Nuestros resultados confirman la sospecha teórica de que las galaxias expulsan y pueden reciclar el gas, pero también presentan un nuevo desafío a los modelos teóricos para entender los flujos de gas y su integración con el panorama general de la formación de galaxias", señaló Tumlinson en un comunicado difundido por la NASA.

EFE

viernes, 18 de noviembre de 2011

Un nuevo examen avala el experimento con neutrinos más rápidos que la luz

Un nuevo examen avala el experimento con neutrinos más rápidos que la luz
Una segunda prueba mejorada de los responsables del experimento OPERA ha confirmado la existencia de neutrinos, un tipo de partículas subatómicas, que viajan más rápido que la luz, algo que la física considera imposible hasta la fecha.

Los resultados de esta segunda prueba de los especialistas del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN), con sede en Ginebra, fueron publicados en los archivos de la estadounidense Cornell University, donde se explica la variante introducida.

Los científicos introdujeron entre el CERN y el laboratorio de Gran Sasso (Italia) haces con neutrinos menos duraderos que en pruebas anteriores, ya que la duración de los haces empleados en pruebas anteriores era considerada como la razón de un posible error de medición.

En concreto, los haces que planteaban duda tenían una vida de 10 millonésimas de segundo -160 veces más que la diferencia entre la velocidad de los neutrinos y la velocidad de la luz-, y algunos expertos señalaron que ahí podía estar la discrepancia.

Para hacerle frente, en el CERN se ajustó la manera de producir los haces de estas subpartículas, lo que resultó en haces de una duración de solo tres millonésimas de segundo.

El resultado, suscrito por dos centenares de expertos, fue el mismo: hubo neutrinos que llegaron a Gran Sasso 0,00000006 segundos antes que la luz, que viaja a 299.792.458 metros por segundo.

Los resultados dados a conocer en septiembre "fueron confirmados en un test que se llevó a cabo utilizando un haz con una estructura de tiempo a partir de neutrinos menos duraderos, lo que permitió medir el tiempo de vuelo del neutrino en una sola interacción", se destaca en las conclusiones de esta revisión.

Se afirma también que "las mejoras del sistema de medición de tiempo del CNGS (siglas del envío de neutrinos desde el CERN a Gran Sasso) y del detector de OPERA, así como la campaña de precisión de medición geodésica en la base de los neutrinos, permitieron alcanzar precisiones sistemáticas y estadísticas comparables".

Estas nuevas conclusiones han sido remitidas al "Journal of High Energy Physics" y están pendientes de una nueva revisión científica, por lo que el debate acerca de si Albert Einstein se equivocó cuando dijo que nada es más veloz que la luz sigue apuntando para largo.

El pasado mes de septiembre, y en medio de una gran expectación, Dario Auterio, miembro del Instituto de Física de Lyon (Francia) e integrante de OPERA, dio a conocer al mundo la que ha sido una de las noticias científicas más impactantes de los últimos años.

Ante un seminario reunido en el CERN, Auterio aseguró que las conclusiones eran el resultado de "una larga acumulación de estadísticas en OPERA, en el entorno de 16.000 operaciones", y evitó hacer interpretaciones más avanzadas, manifestando únicamente que el resultado ofrecía una serie de "mediciones intrigantes".

El CERN señaló por su parte en un comunicado que dado el impacto del experimento eran necesarias nuevas mediciones independientes, teniendo en cuenta que lo descubierto "no concuerda con las leyes de la naturaleza que son consideradas actualmente como ciertas.

"Las fuertes limitaciones que emergen de estas observaciones hacen que sea improbable interpretar las medidas del (experimento) OPERA como una modificación de la teoría de Einstein", recalcó el CERN, que insistió en la necesidad de "buscar nuevas medidas".

En eso siguen trabajando físicos de todo el mundo.

Está previsto que en 2012 se lleven a cabo otros dos experimentos para contrastar los resultados de OPERA, que también son objeto de escrutinio científico en laboratorios similares en EEUU y Japón.

EFE

jueves, 17 de noviembre de 2011

Clúster desvela cómo arrancan los aceleradores naturales de partículas

Clúster desvela cómo arrancan los aceleradores naturales de partículas
Los satélites Clúster de la ESA han descubierto que los aceleradores naturales de partículas son mucho más eficientes de lo que se pensaba. Por primera vez, se ha podido estudiar de cerca cómo arranca este proceso de aceleración en el Universo.

Todos los aceleradores de partículas necesitan un mecanismo de arranque. Por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN utiliza una serie de pequeños aceleradores que ponen en movimiento a las partículas antes de inyectarlas en el gran anillo de 27 km, donde continúan acelerándose hasta alcanzar la velocidad necesaria para realizar los experimentos.
En el espacio, los campos magnéticos aceleran a las partículas en movimiento hasta alcanzar velocidades cercanas a la de la luz, dando lugar a los rayos cósmicos que cruzan el Universo. Sin embargo, no son muy eficaces a la hora de poner en movimiento partículas en reposo.

La misión Clúster de la ESA ha descubierto que los aceleradores naturales de partículas del Universo utilizan un proceso muy similar a la aceleración ‘escalonada’ del LHC.

El 9 de enero de 2005 los cuatro satélites que forman la misión Clúster cruzaron el arco de choque magnético que rodea a nuestro planeta. La formación se alineó con las líneas del campo magnético para estudiar de cerca lo que le sucede a los electrones en una escala de tiempo muy corta, del orden de los 250 milisegundos.

Los datos demuestran que la temperatura de los electrones aumenta bruscamente, estableciendo unas condiciones favorables para arrancar un proceso de aceleración a mayor escala.

Los científicos sospechaban que los arcos de choque podrían causar este efecto, pero no habían sido capaces de estimar el tamaño de las capas del arco ni de estudiar los detalles del proceso. Hasta ahora.

Steven J. Schwartz y su equipo del Imperial College de Londres se basaron en los datos recogidos por Clúster para estimar el espesor del arco de choque. Este dato es fundamental ya que, cuanto más fino sea el arco, más fácil le resultará acelerar a las partículas. “Gracias a las observaciones de Clúster, descubrimos que el arco no podría ser más fino”, comenta Schwartz.

El concepto de ‘fino’ en este contexto hace referencia a unos 17 km de espesor. Los estudios anteriores no habían sido capaces de estimar el espesor de los arcos de choque magnéticos con una precisión mejor que 100 km.

Esta es la primera vez que se estudia con detalle la región donde comienza el proceso de aceleración de las partículas cósmicas.

Los resultados de esta investigación son de especial importancia porque los arcos de choque son un fenómeno que se produce por todo el Universo. Se generan siempre que un medio que fluye a gran velocidad se encuentra con un obstáculo o choca contra otro flujo.

Por ejemplo, un avión que vuela en régimen supersónico está chocando continuamente con la atmósfera, ya que el aire no tiene tiempo para apartarse de su camino. Las partículas se amontonan enfrente del avión formando una onda de choque que oímos como un estampido sónico.

En nuestro Sistema Solar, el Sol emite un flujo de partículas con carga eléctrica que se desplazan a gran velocidad. Cuando este viento solar se encuentra con el campo magnético de la Tierra, da lugar a un arco de choque permanente que conocemos como la Magnetopausa.

La misión Clúster ha sido fundamental para el estudio de esta región, y los resultados obtenidos en el entorno de nuestro planeta podrían extrapolarse a otras regiones del Universo. Los arcos de choque se pueden encontrar en el entorno de supernovas, de estrellas jóvenes, de los agujeros negros o incluso rodeando galaxias enteras. Se sospecha que podrían ser el origen de los rayos cósmicos de alta energía que surcan el cosmos.

Clúster ha demostrado que los arcos de choque de poco espesor podrían ser los responsables de poner en marcha el proceso de aceleración de partículas en estas regiones. Puede que no sea el único, pero sin duda es uno de los mecanismos de arranque de los aceleradores naturales de partículas.

“Estos resultados muestran el tamaño de la ‘caja negra’ que continúa ocultando los mecanismos responsables de la aceleración de las partículas en el Universo”, comenta Matt Taylor, Científico del Proyecto Clúster para la ESA.

“Una vez más, Clúster nos ha ayudado a comprender un fenómeno que ocurre en todo el Universo”.

ESA, European Space Agency

miércoles, 16 de noviembre de 2011

Las frías nubes de polvo donde nacen estrellas en la Nebulosa Carina

Las frías nubes de polvo donde nacen estrellas en la Nebulosa Carina
Observaciones realizadas con el telescopio APEX, en longitudes de onda submilimétricas, revelan las frías nubes de polvo donde nacen estrellas en la Nebulosa Carina. Este lugar de violenta formación estelar, que alberga a algunas de las estrellas más masivas de nuestra galaxia, es un terreno ideal para estudiar las interacciones entre estas estrellas jóvenes y sus nubes moleculares progenitoras.

Usando la cámara LABOCA del radiotelescopio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) en el llano de Chajnantor, a 5000 metros de altura en los Andes chilenos, un equipo de astrónomos dirigido por Thomas Preibisch (Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität, Alemania), en estrecha colaboración con Karl Menten y Frederic Schuller (Max-Planck-Institut für Radioastronomía, Bonn, Alemania), tomó imágenes de la región en luz submilimétrica. En esta longitud de onda, la mayoría de la luz detectada corresponde al débil calor que emiten de los granos de polvo cósmico. Por lo tanto, la imagen revela las nubes de polvo y gas molecular –principalmente de hidrógeno- a partir de la cual pueden formarse estrellas. A -250ºC, los granos de polvo son muy fríos, y el débil resplandor que emana de ellos sólo puede ser visto en longitudes de onda submilimétricas, significativamente más amplias que las de la luz visible. Por esta razón la luz submilimétrica resulta clave para estudiar cómo se forman las estrellas y cómo interactúan con sus nubes progenitoras.

Las observaciones realizadas con la cámara LABOCA de APEX corresponden a las partes de color naranja, combinadas con una fotografía en luz visible tomada por el telescopio Curtis Schmidt en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo. El resultado es una impresionante imagen de campo amplio que ofrece una vista espectacular de los lugares de formación de estelar en Carina. La nebulosa contiene estrellas con una masa equivalente a un total de más de 25.000 soles, mientras que la masa de las nubes de gas y polvo es de alrededor de 140.000 soles.

Sin embargo, sólo una fracción del gas en la Nebulosa Carina se encuentra en nubes lo suficientemente densas como para colapsar y formar nuevas estrellas en el futuro inmediato (en términos astronómicos, esto quiere decir dentro de los próximos millones de años). En el largo plazo, el poderoso efecto de las estrellas masivas al interior de nubes que ya se encuentran en la región, podría acelerar la tasa de formación estelar.

Las estrellas de gran masa sólo viven unos pocos millones de años (una vida muy corta en comparación con los diez mil millones de años de nuestro Sol), sin embargo influyen profundamente en su entorno durante su vida. Al igual que las estrellas jóvenes, emiten fuertes vientos y radiación que alteran las nubes a su alrededor, quizás comprimiéndolas lo suficiente como para formar nuevas estrellas. Al final de sus vidas se vuelven muy inestables, con frecuentes episodios de expulsión de material estelar, hasta su muerte en una violenta explosión de supernova.

Un buen ejemplo de estas violentas estrellas es Eta Carinae, la brillante estrella amarilla que se encuentra en la parte superior izquierda del centro de la imagen. Posee más de 100 veces la masa de nuestro Sol y es una de las estrellas más luminosas que se conocen. Dentro de los próximos millones de años, Eta Carinae explotará como una supernova, seguida por muchas otras supernovas de estrellas masivas en la región.

Estas violentas explosiones destruyen las nubes de gas molecular en su entorno inmediato, pero una vez que las ondas de choque han viajado más de diez años-luz se vuelven más débiles, logrando entonces comprimir las nubes que se encuentran un poco más lejos y gatillar la formación de nuevas generaciones de estrellas. Las supernovas también pueden producir átomos radiactivos de corta duración que son recogidos por las nubes que colapsan. Existe importante evidencia de que átomos radiactivos similares fueron incorporados en la nube que colapsó para formar nuestro Sol y sus planetas, por lo que la Nebulosa de Carina puede proporcionar información adicional sobre la creación de nuestro Sistema Solar.

La Nebulosa de Carina se encuentra a unos 7.500 años-luz de distancia, en la constelación del mismo nombre. Es una de las nebulosas más brillantes en el cielo debido a su gran población de estrellas de gran masa. Con unos 150 años-luz de diámetro, es varias veces más extensa que la conocida Nebulosa de Orión. Pese a estar mucho más lejos que la Nebulosa de Orión, su tamaño aparente en el cielo es casi igual, por lo que también es reconocida como una de las mayores nebulosas en el cielo.

ESO, Observatorio Europeo Austral

sábado, 12 de noviembre de 2011

Remotas nubes de gas reflejan el origen del universo

Remotas nubes de gas reflejan el origen del universo
Astrónomos estadounidenses han observado cúmulos de gas primordial formados en los primeros minutos de la formación del cosmos. La investigación, que confirma las predicciones de la teoría del Big Bang, supone la primera detección de este gas que no contiene trazas de los elementos más pesados que se forjan en las estrellas.

Dos nubes gigantes de gas que solo contienen elementos ligeros –los únicos que existían antes de la formación de las estrellas– han sido observadas por primera vez. “Hasta ahora solo se había teorizado sobre la existencia de estas nubes primigenias”, afirma a SINC John M. O'Meara, investigador del Saint Michael's College de Colchester (EE UU) que participa en estudio.

En el Big Bang se crearon los elementos más ligeros, como hidrógeno y helio. Millones de años después, cuando el gas primordial se condesó y formó los primeros astros se forjaron los elementos pesados como el carbono o el oxígeno. Estos componentes llamados ‘metales’ han contaminado todas las mediciones realizadas por los astrónomos hasta ahora.

“En todos los lugares observados del universo se han detectado elementos pesados en alguna forma, pero en estas nubes no. Esto significa que el gas ha permanecido totalmente prístino desde que se creó, minutos después del Big Bang”, asegura O'Meara. .

Además, la cantidad de hidrógeno y de su isótopo Deuterio que han encontrado los investigadores se ajusta totalmente a las predicciones de la Teoría del Big Bang. “Interpretamos estos resultados como una exitosa comprobación de la cosmología del Big Bang”, subraya O'Meara.

Evaluación espectral del universo lejano

En el análisis espectral de las nubes, que localizaron en quásares lejanos, solo detectaron hidrógeno y deuterio. "No tenemos sensores de helio, pero si los tuviéramos lo observaríamos”, asegura Xavier Prochaska, de la Universidad de California de Santa Cruz (UCSC), que lidera la investigación. “Sí tenemos excelente sensibilidad para el carbono, el oxígeno y el silicio y podemos afirmar la completa ausencia de estos elementos”.

Cada elemento tiene una huella única que se imprime en su espectro a través de líneas oscuras: las líneas de absorción, donde la luz es captada por el gas. Analizando qué longitudes de onda de la luz del quásar son absorbidas por el material intermedio (la nube), los investigadores pueden saber su composición.

”Midiendo las cantidades observadas de deuterio e hidrógeno en las nubes, pudimos comprobar que coincidían con las predicciones del modelo del Big Bang”, explica O'Meara. “Nuestro modelo indica que durante los primeros minutes tras el Big Bang los elementos ligeros, como el hidrógeno, el helio o el litio se crearon en cantidades muy específicas junto a sus isótopos”

No hay un suelo de metalicidad

"Los metales producidos en las galaxias están dispersos extensamente por todo el universo. Se pensaba que había un ‘suelo’ de metalicidad, que nada podía tener menos enriquecimiento que el 1% hallado en el Sol”, explica Fumagalli, investigador de la UCSC. "Por eso esta observación ha resultado tan inesperada. Desafía nuestras ideas acerca de cómo las estrellas esparcen los metales que producen”.

“Asumíamos que el proceso de expulsión de gas desde las galaxias era muy eficaz. El descubrimiento de las nubes prístinas muestra que no puede ser perfectamente eficiente”, concluye O'Meara.

Los investigadores han estimado una metalidad para el gas de una 10.000 parte de la del Sol. En el extremo opuesto, están las estrellas y el gas con los mayores niveles: más de 10 veces la del sol. "La abundancia de metales en los diferentes rincones del universo cubre un rango enorme”, apunta Prochaska. "Así que estos descubrimientos ponen nuevas restricciones a nuestro entendimiento de cómo se distribuyen los metales por todo el universo”.

SINC

viernes, 11 de noviembre de 2011

El Hubble descubre 69 galaxias enanas

El Hubble descubre 69 galaxias enanas
El telescopio espacial Hubble ha descubierto una población de 69 galaxias enanas jóvenes llenas de estrellas que se multiplican rápidamente, informó la NASA.

Aunque las galaxias enanas son el tipo más común de las que existen en el universo, el rápido nacimiento de estrellas observados en estas galaxias recién descubiertas podría llevar a los astrónomos a replantearse sus teorías sobre su formación.

La agencia espacial explicó en un comunicado que estas galaxias son cien veces menos masivas, de promedio, que la Vía Láctea, pero las estrellas en su interior se baten a un ritmo tan fuerte que podrían duplicar su población en tan sólo 10 millones de años.

Los científicos aseguran que este es un ritmo muy alto incluso para una galaxia joven ya que, en comparación, la Vía Láctea podría tardar mil veces más en duplicar su población de estrellas.

Los astrónomos que utilizan los instrumentos del Hubble pudieron detectar las galaxias debido a que la radiación de estrellas jóvenes ha causado que el oxígeno en el gas que las rodea ilumine "como un letrero de neón".

Sus observaciones apuntan a que hace 9.000 millones de años estas galaxias serían muy comunes, pero para los científicos es un misterio cómo generan tantas estrellas y a un ritmo tan acelerado.

"Estas galaxias siempre han estado ahí delante, pero no teníamos la tecnología adecuada para detectarlas", señaló Arjen van der Wel, del Instituto de Astronomía Max Planck en Heidelberg (Alemania), que explicó que cuando las descubrieron "no las estábamos buscando, pero destacaban por su color inusual".

Estos resultados forman parte de la Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS), un proyecto de tres años centrado en analizar las galaxias más distantes en el Universo y de hacer el primer "censo" de galaxias enanas primitivas.

EFE

martes, 8 de noviembre de 2011

Descubren dos galaxias enanas, satélites de Andrómeda

Descubren dos galaxias enanas, satélites de Andrómeda
Investigadores de la Universidad de Michigan (UM) han descubierto dos galaxias enanas, satélites de Andrómeda, la galaxia de espiral más próxima a la Tierra, un hallazgo que podría ayudar a explicar la naturaleza de la materia oscura.

A 1,1 millones y 600.000 años de luz de Andrómeda, respectivamente, el profesor de astronomía de la UM, Eric Bell, y Colin Slater, estudiante de doctorado en astronomía, encontraron Andrómeda XXVIII y XXXIX, las dos galaxias satélites más lejanas detectadas hasta ahora.

Las galaxias, invisibles al ojo humano, son 100.000 veces más tenues que Andrómeda, y apenas pueden verse con los grandes telescopios terrestres.

Para encontrarlas utilizaron los datos del Telescopio Gemini en Hawai y del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un proyecto internacional de cartografiado del cielo que sigue la posición y luminosidad de más de 100 millones de objetos celestes.

Los astrónomos se propusieron buscar galaxias enanas en torno a Andrómeda para entender cómo la materia se relaciona con la materia oscura, una sustancia invisible que no emite ni refleja luz, pero que los científicos creen que conforma la mayor parte de la masa del universo.

Los astrónomos creen que existe porque pueden detectar sus efectos gravitacionales sobre la materia visible y se cree que, con su gravedad, la materia oscura causa que la materia visible se organice en galaxias.

"Estas galaxias tenues, enanas y relativamente cercanas son un verdadero campo de batalla para comprender cómo la materia oscura actúa en escalas pequeñas", señaló Bell en un comunicado.

La hipótesis actual es que todas las galaxias visibles están anidadas en lechos de materia oscura, y que cada lecho de materia oscura contiene una galaxia.

"Pero esas predicciones al parecer se derrumban cuando llegamos a las galaxias más pequeñas", apunta Slater, quien asegura que "los modelos pronostican muchos más halos de materia oscura que los observados en estas galaxias. Y no sabemos si es porque no vemos todas las galaxias o porque nuestras predicciones están equivocadas".

Para los investigadores, cuyos resultados se publicarán esta semana en la a revista Astrophysical Journal, la respuesta sería que, "simplemente, no hay tantos halos de materia oscura", poniendo así a prueba el paradigma.

EFE

domingo, 6 de noviembre de 2011

Identifican las características del disco de acreción de un agujero negro

Identifican las características del disco de acreción de un agujero negro
La Universitad de Valencia (UV) ha logrado identificar de forma directa con una técnica pionera las características del entorno de un agujero negro gracias a las imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA). El coordinador de esta investigación, José Antonio Muñoz, ha explicado que la técnica empleada para realizar esta medición "no se podía poner en práctica hasta hace muy poco".

Este profesor del Departamento de Astronomía y Astrofísica dirige un equipo integrado por cinco investigadores procedentes del Instituto de Astrofísica de Canarias, la Ohio State University y el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Sus resultados, publicados en la revista 'The Astrophysical Journal', han sido fruto del trabajo desarrollado durante mucho tiempo, por un equipo pionero en la utilización de una técnica que emplea lentes gravitatorias para obtener 'información directa' sobre los agujeros negros.

A través de la medición del tamaño y las temperaturas, los investigadores han podido conocer las propiedades del 'disco de acreción', una estructura circular que se forma en una galaxia alrededor de un agujero negro central supermasivo (con una masa de millones o miles de millones de masas solares) al que alimenta y por el que es atraído al mismo tiempo.

Estas observaciones, que se realizan a diferentes longitudes de onda, muestran un nivel de precisión equivalente a la detección de granos de arena en la superficie de la Luna. Aunque los agujeros negros son invisibles, pueden generar a su alrededor fenómenos muy brillantes, como en el caso del 'disco de acreción', que es engullido por el agujero negro central debido a su enorme fuerza gravitacional y produce un brillo mucho mayor que el de la propia galaxia que lo hospeda.

Según Muñoz, los quásares se encuentran a miles de millones de años luz de distancia, lo que implica que "su tamaño aparente visto desde la Tierra es tan pequeño que probablemente nunca habrá un telescopio lo suficientemente potente como para ver su estructura directamente".

El equipo ha usado un método innovador para estudiar el quásar basado en el efecto de la lente gravitatoria: la gravedad de una galaxia situada entre el quásar y la Tierra curva los rayos de luz y, en consecuencia, produce el espectacular fenómeno de las imágenus múltiples.

En el caso estudiado se forman dos imágenes del mismo quásar pero, a su vez, cada imagen es amplificada de nuevo por la gravedad de estrellas individuales en la galaxia. De este modo, midiendo cómo varía este aumento del brillo en diferentes longitudes de onda se puede determinar el tamaño del 'disco de acreción', como también su variación con la temperatura.

Los expertos midieron un tamaño para el 'disco de acreción' entre cuatro y 11 días-luz de diámetro (aproximadamente de 100.000 a 300.000 millones de kilómetros), utilizando un método que "tiene un gran potencial para una mayor precisión en el futuro", según el astrónomo.

"Todavía no entendemos bien las propiedades físicas de los quásares. Por lo tanto, esta técnica abre una nueva ventana que ayudará a comprender la naturaleza de estos objetos", ha concluido el investigador.

EFE

sábado, 5 de noviembre de 2011

El púlsar de milisegundos más joven y con la fuerza magnética más potente

El púlsar de milisegundos más joven y con la fuerza magnética más potente
Un grupo internacional de científicos ha encontrado el púlsar de milisegundos más joven conocido que, además, posee una fuerza magnética muy superior a la de cualquier objeto de este tipo. De hecho, los expertos creían erróneamente que su brillo provenía de la suma de cientos de púlsares.

Desde que se puso en órbita el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, el 11 de junio de 2008, ha detectado poblaciones enteras de objetos nunca antes vistos. El último hallazgo de Fermi afecta al púlsar J1823-3021A, avistado en 1994 con el radiotelescopio Lovell, en Inglaterra. Un equipo internacional de expertos se ha dado cuenta de que esta estrella pulsante emite rayos gamma y gracias a Fermi ha podido caracterizar sus inusuales propiedades. Los resultados de su investigación se publican en el último número de Science.

El dato que más sorprende a los investigadores es su brillo. “Las emisiones de rayos gamma de uno de los cúmulos globulares de la Vía Láctea, llamado NGC 6624, nos hacían pensar que este albergaba 100 púlsares de milisegundo diferentes. Pero ahora hemos descubierto que todo viene de este único púlsar”, desvela a SINC Paulo Freire, investigador del Instituto Max-Planck de Radioastronomía en Alemania y uno de los autores principales del trabajo.

El brillo tan intenso que desprende revela que su campo magnético es mucho más fuerte de lo que los astrónomos creían posible para un pulsar de este tipo. “Quizá tendremos que cambiar las teorías de formación de púlsares de milisegundo tras este descubrimiento, que ayudará a entender cómo se forman estos objetos en el universo”, explica Freire.

Además, su periodo de rotación confirmó a los expertos que se trata de un pulsar de milisegundo ya que gira sobre sí mismo más de 183 veces por segundo.

“No es el más rápido que se conoce. Existe otro en el cúmulo globular Terzan 5 que gira más de 716 veces por segundo”, apunta Freire. Además, la detección en rayos gamma indica a los investigadores que está perdiendo energía a un ritmo mucho mayor que otros púlsares parecidos.

Debido al ritmo al que está cambiando su velocidad de rotación, los científicos pueden saber que es el más joven de todos los púlsares de milisegundo conocidos. Freire comenta que “tiene ‘solamente’ 25 millones de años. Si consideramos que los demás púlsares están en edades adultas, este tendría pocos meses de edad”.

Se calcula que está situado a 27.000 años luz de la Tierra “porque se ubica en el centro del cúmulo globular NGC 6624, del cual sí conocemos la distancia a la que se encuentra”, aclara Freire.

El investigador añade que pese a que tampoco es el pulsar más lejano descubierto hasta ahora, sí el más lejano que se ha visto en rayos gamma, un dato “que nos dice que tiene que ser un objeto extremadamente brillante”.

Respecto a su tamaño, los científicos calculan que mide aproximadamente 12 kilómetros de radio y posee una masa medio millón de veces superior a la de la Tierra. “Estas cifras nos revelan que su densidad es de cientos de millones de toneladas por centímetro cubico. Necesita ser así de denso para poder girar a esa velocidad”, explica Freire.

Entre los participantes en la investigación se encuentran dos españoles del Institut de Ciències de l’Espai (IEEE-CSIC) de Barcelona y del Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA).

SINC

Más de 100.000 partículas de materia oscura atraviesan el cuerpo humano cada segundo

Más de 100.000 partículas de materia oscura atraviesan el cuerpo humano cada segundo
Expertos reunidos en el Centro Internacional de Estudios y Convenciones Ecológicas y Medioambientales (Ciecem) de la Universidad de Huelva han destacado que más de 100.000 partículas de materia oscura atraviesan el cuerpo humano cada segundo y por cada centímetro cuadrado "sin que lo notemos" ya que se trata de elementos que "interactúan poco y no chocan con otros átomos del cuerpo".

El enigma de las partículas que forman la materia oscura y sus características es el tema que abordan y que analizan los más de 40 investigadores expertos en este campo, procedentes de 18 universidades e instituciones de investigación españolas, y que se dan cita desde este jueves en el Ciecem.

En declaraciones a Europa Press, el investigador principal del proyecto de investigación Consolider-Ingenio 2010 'Multimessenger Approach for Dark Matter Detection-MultiDark', Carlos Muñoz, ha incidido en el enigma que supone esta materia, que forma el 85 por ciento de la materia del universo. "No se sabe qué es ni qué la forma", ha agregado el experto.

En este sentido, ha explicado que las partículas de la materia oscura interactúan poco con otras, por lo que uno de los retos es analizar qué particular elementales forman este tipo de materia y sus características.

Se trata de partículas que "están bombardeando la Tierra continuamente" y por ello ha indicado que se calcula que 100.000 de ellas atraviesan el cuerpo humano cada segundo y cada centrímetro cuadrado de la piel. "Es como si nos atravesasen como un fantasma", ha precisado Muñoz, que ha señalado que atraviesan muchas pero "no chocan con otras partículas, o en el caso de que choque con un átomo, esto ocurre una vez cada cien años", por ejemplo.

DESDE HACE 70 AÑOS

Además, ha recordado que desde hace más de 70 años se tiene conocimiento de la existencia de este tipo de materia sin que se haya podido desvelar más detalles sobre la misma.

En contraposición con la materia ordinaria, en la cual los átomos interactúan de forma más continua, en el caso de materia oscura es muy poco probable, por lo que los experimentos se realizan de distintas formas y con un carácter "muy sensible".

Así, una de las líneas de estudio se basa en un análisis subterráneo, y mediante un detector se registran los choques de partículas de materia oscura con átomos, aspecto que produce un calor y mediante la medición del mismo se intentan determinar las características de estas partículas.

Otro de los estudios se basa en el análisis mediante el satélite Fermi de la detección de los fotones que se producen al chocar unas con otras las partículas de materia oscura en el halo de la galaxia.

El proyecto 'MultiDark', financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y coordinado por la Universidad Autónoma de Madrid y el Instituto de Física Teórica IFT-UAM/CSIC, tiene como objetivo principal el estudio de uno de los grandes enigmas científicos que todavía queda por resolver, como es el de la existencia de la materia oscura. Saber de qué está hecha dicha materia nos permitiría dar "un salto gigantesco" en la compresión del Universo.

MÁS DATOS DEL PROYECTO

En 'MultiDark', se desarrollan tres líneas de investigación complementarias: se proponen y analizan las partículas que son las candidatas más plausibles a constituir la materia oscura, se estudia cómo forman los halos galácticos y se contribuye al desarrollo de experimentos que puedan detectarlas.

'Multimessenger Approach for Dark Matter Detection' (MultiDark) es un proyecto español de excelencia que reúne a la mayor parte de la comunidad científica española involucrada en la investigación en el campo de la materia oscura. El proyecto está financiado durante cinco años por el Programa Consolider-Ingenio 2010 del Ministerio de Ciencia e Innovación y comenzó su andadura en 2010.

'MultiDark' está formado por 19 grupos teóricos, experimentales y astrofísicos pertenecientes a universidades e institutos de investigación españoles, e incluye también a 14 miembros extranjeros. En total, están involucrados en el proyecto más de 100 investigadores, a los que hay que añadir más de 20 contratados postdoctorales, predoctorales y técnicos.

La meta principal del proyecto es contribuir a la identificación y detección de la materia oscura. Para alcanzar esta meta, se analizan las partículas que son las candidatas más plausibles a constituir la materia oscura, se investiga cómo se distribuyen en el Universo y se contribuye al desarrollo de experimentos para detectarlas.

EUROPA PRESS

jueves, 3 de noviembre de 2011

Un camino para ver lo más oscuro de la Vía Láctea

Un camino para ver lo más oscuro de la Vía Láctea
Un equipo de investigadores ha hallado, en el espectro de las estrellas, líneas de absorción de luz infrarroja que permitirán ver rincones de la Vía Láctea hasta ahora ocultos en la oscuridad. En el hallazgo participa el Centro de Astrobiología.

La luz que emiten las estrellas de la Vía Láctea recorre un largo camino hasta que llega a la Tierra. Durante su viaje por el espacio, la luz se cruza con nubes difusas de polvo y gas interestelar. Las moléculas que se encuentran en esas nubes desvían parte de los fotones –partículas de luz– y generan unas líneas de absorción que se conocen como Bandas Difusas Interestelares (DIB por sus siglas en inglés).

“Es como si desde un bote en el mar, por la noche, quisiéramos observar un faro, que en nuestro caso es la estrella. Si hubiera neblina y en esta hubiese otros barcos, atraparía parte de la luz del faro y lo veríamos más débil. Las sombras de esos barcos corresponderían a la luz absorbida por las moléculas”, explica a SINC Paco Najarro, investigador del Centro de Astrobiología (CAB), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).

Gracias a un trabajo en el que ha participado el CAB, y que se publica esta semana en la revista Nature, se han descubierto 13 nuevas bandas DIB en espectros estelares del centro de la Vía Láctea con una peculiaridad: sus longitudes de onda son más largas que las conocidas hasta el momento.

Las DIB han constituido un misterio desde su descubrimiento inicial hace 90 años. Las 500 bandas identificadas antes de este estudio se encuentran, en su mayor parte, en longitudes de onda cortas del espectro visible y ultravioleta, en zonas galácticas accesibles a estas longitudes de onda. A través de las bandas recién descubiertas, los expertos podrán estudiar zonas internas y más oscuras de la galaxia.

“Las nubes de polvo y gas actúan como un portero de fútbol, y tiene predilección por ‘despejar’ o ‘atrapar’ los fotones de longitud de onda corta mientras que son más permisivas a la hora de dejar pasar la luz infrarroja, más larga”, afirma Najarro, miembro de la investigación. Por cada billón de fotones que emite una estrella del centro de la Vía Láctea en onda corta, solo uno llega hasta la Tierra, mientras que en longitud de onda infrarroja llega uno de cada quince.

Las semillas de la vida en el espacio

Hasta el momento, nadie ha conseguido reproducir en laboratorio las bandas interestelares debido a la multitud de posibilidades y a la dificultad que entraña simular las temperaturas y las presiones que el gas experimenta en el espacio.

Najarro afirma que este descubrimiento podrá ayudar a “entender la química que ocurre en el espacio”. El experto añade que “aún no controlamos cómo se producen las grandes moléculas en el espacio. La prueba está en que ni siquiera las hemos podido identificar. Conseguirlo nos permitiría entender las preferencias del espacio a la hora de elegir qué grandes moléculas forma y cuáles no”.

Thomas Geballe, líder de la investigación, reconoce que “ninguna de las bandas difusas interestelares se ha identificado de forma convincente con un elemento o molécula específico, por lo que su identificación, individual y colectiva, es ahora uno de los grandes retos”.

Narrajo comenta que “las teorías más recientes especulan sobre que estas DIB podrían estar formadas bien por cadenas moleculares de carbono e hidrógeno o cadenas más complejas similares a los aminoácidos, pero aún no está claro”.

“Si se tratara de cadenas de aminoácidos en el espacio, apoyaría la teoría de que esas ‘semillas de la vida’ se originaron allí y ‘llovieron’ sobre los planetas”, opina Donald Figer, director del Centro de Detectores del Instituto Rochester de Tecnología en Nueva York (EE UU).

SINC

miércoles, 2 de noviembre de 2011

Estallidos de rayos gamma revelan componentes en las galaxias tempranas

Estallidos de rayos gamma revelan componentes en las galaxias tempranas
Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado la breve pero brillante luz de un estallido de rayos gamma como laboratorio para estudiar la composición de galaxias muy distantes. Sorprendentemente, las nuevas observaciones, hechas con el Very Large Telescope (VLT) de ESO, han descubierto dos galaxias en el Universo joven que son más ricas en elementos pesados que nuestro Sol. Las dos galaxias pueden estar en proceso de fusión. Este tipo de acontecimientos en el Universo temprano conlleva la formación de numerosas estrellas nuevas y puede ser el detonante de los estallidos de rayos gamma.

Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más brillantes que tienen lugar en el Universo. Primero, son descubiertos por observatorios en órbita que detectan el pequeño estallido inicial de rayos gamma. Una vez localizados, son estudiados de inmediato utilizando grandes telescopios basados en tierra que pueden detectar la luminiscencia visible e infrarroja que emiten los estallidos de rayos gamma en las horas y días sucesivos. Este estallido en concreto, denominado GRB 090323, fue descubierto por el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA.

Muy poco tiempo después, fue captado por el detector de rayos X del satélite Swift de la NASA y por el sistema GROND del telescopio de 2,2 metros MPG/ESO en Chile; posteriormente fue estudiado en profundidad utilizando el Very Large Telescope (VLT) de ESO, justo un día después de su explosión.

Las observaciones del VLT muestran que la luz brillante procedente de los estallidos de rayos gamma ha pasado a través de su propia galaxia anfitriona y a través de otras galaxias cercanas. Estas galaxias se observan como si estuviesen a 12 mil millones de años. Es muy poco común captar galaxias tan distantes a la luz de un estallido de rayos gamma.

“Cuando estudiamos la luz de estos estallidos de rayos gamma no sabíamos lo que íbamos a encontrar. Fue una sorpresa que el gas frío de esas dos galaxias del Universo temprano mostrara una composición química tan inesperada,” explica Sandra Savaglio (Instituto Max-Planck para el estudio de la Física Extraterrestre, Garching, Alemania), autora principal del artículo que describe los nuevos resultados. “Estas galaxias tienen más elementos pesados que ninguna otra galaxia observada en el Universo temprano. No esperábamos que el Universo fuese tan maduro, tan evolucionado químicamente en un momento tan inicial de su existencia”.

Al pasar la luz del estallido de rayos gamma a través de las galaxias, el gas que estas contenían ejerció de filtro, absorbiendo parte de la luz del estallido de rayos gamma en determinadas longitudes de onda. Sin el estallido de rayos gamma estas galaxias débiles habrían permanecido invisibles. Analizando cuidadosamente las huellas dactilares de diferentes elementos químicos, los investigadores pudieron resolver la composición del gas frío contenido en esas galaxias muy distantes, averiguando en particular cuán ricas eran en elementos pesados.

Se supone que las galaxias del Universo joven deberían contener menos cantidad de elementos pesados que las galaxias actuales, como la Vía Láctea. Los elementos pesados se producen durante la vida y muerte de sucesivas generaciones de estrellas, enriqueciendo progresivamente el gas de las galaxias. Los astrónomos pueden usar el enriquecimiento químico de las galaxias para determinar su edad. Pero las nuevas observaciones han revelado, sorprendentemente, que algunas galaxias ya eran ricas en elementos pesados menos de dos mil millones de años tras el Big Bang, algo impensable hasta hace poco.

El nuevo par de galaxias jóvenes descubierto debe estar formando nuevas estrellas a una velocidad tremenda, enriqueciendo el gas frío de una forma rápida e intensa. Dado que ambas galaxias se encuentran muy cerca una de la otra, pueden estar en proceso de fusión, lo que provocaría a su vez la formación de nuevas estrellas tras el choque de las nubes de gas. Estos nuevos resultados también apoyan la idea de que los estallidos de rayos gamma pueden estar asociados a una activa formación de estrellas masivas.
Esta activa y energética formación de estrellas en este tipo de galaxias debería haberse frenado en una fase temprana de la historia del Universo.

Doce mil millones de años después, en el tiempo presente, los restos de estas galaxias deberían contener un gran número de remanentes estelares como agujeros negros y enanas marrones frías, formando una población típica de “galaxias muertas” difícil de detectar, sombras débiles de lo que debieron ser en su brillante juventud. Encontrar este tipo de cadáveres en nuestros días sería todo un reto.

“Fuimos muy afortunados al poder observar GRB 090323 cuando aún brillaba lo suficiente, obteniendo una información espectacularmente detallada con el VLT. Los estallidos de rayos gamma brillan durante un corto espacio de tiempo y es muy difícil obtener datos de calidad. Esperamos observar de nuevo estas galaxias en el futuro; cuando contemos con instrumentos más avanzados serán un objetivo perfecto para el E-ELT,” concluye Savaglio.

ESO, Observatorio Europeo Austral

martes, 1 de noviembre de 2011

LHC ha superado ampliamente sus objetivos en 2011

LHC ha superado ampliamente sus objetivos en 2011
Después de 180 días en marcha y 400 trillones de colisiones entre protones, el ciclo de funcionamiento del LHC en 2011 llegó a su final a las 17:15 horas del 30 de octubre. En su segundo año de operaciones, el equipo ha superado ampliamente sus objetivos, incrementando constantemente la velocidad a la que el LHC ha proporcionado los datos a los experimentos.

Al comienzo del año, el objetivo para el LHC era acumular una cantidad de datos que los físicos denominan un femtobarn inverso (una medida del número de colisiones por unidad de superficie) en el transcurso de 2011.

El primer femtobarn inverso se alcanzó el 17 de junio, dejando a los experimentos del LHC en una buena posición de cara a las grandes conferencias científicas de verano y obligando a revisar a la alza el objetivo de datos a adquirir en 2011 hasta los 5 femtobarns inversos. Ese hito fue logrado el 18 de octubre, con un total para el año de casi seis femtobarns inversos entregados a cada uno de los dos grandes experimentos del LHC, ATLAS y CMS.

"Al final del ciclo de funcionamiento con protones de este año el LHC ha alcanzado la velocidad de crucero", dijo el director de Aceleradores y Tecnología del CERN, Steve Myers. "Para poner las cosas en contexto, la tasa actual de producción de datos es un factor de 4 millones más que en el primer ciclo de funcionamiento de 2010, y un factor de 30 más alto que a principios de 2011".

Entre los hitos en física alcanzados en el LHC en su funcionamiento con protones está el estrechamiento de la búsqueda del bosón de Higgs y de las partículas supersimétricas, poniendo a prueba el Modelo Estándar de física de partículas cada vez con pruebas más duras y avanzando en nuestra comprensión del universo primordial.

Un año emocionante de medidas

"Ha sido un año importante y emocionante para toda la comunidad científica del LHC, en particular para nuestros estudiantes y post-doctorados de todo el mundo. Hemos hecho un gran número de mediciones del Modelo Estándar y accedido a un territorio inexplorado en búsqueda de nueva física. En particular, hemos limitado la masa de la partícula de Higgs a su rango más ligero posible, si es que existe", dijo el portavoz de ATLAS Fabiola Gianotti. "Este es el rango de masas más difícil de estudiar”.

"Mirando hacia atrás en este año fantástico, tengo la impresión de vivir en una especie de un sueño", dijo el portavoz de CMS Guido Tonelli. "Hemos producido decenas de nuevas medidas y restringido de manera significativa el espacio disponible para modelos de nueva física, y lo mejor está por venir. Cientos de jóvenes científicos están analizando la enorme cantidad de datos acumulada hasta el momento; pronto tendremos nuevos resultados y, tal vez, algo importante que decir sobre el bosón de Higgs del Modelo Estándar”.

"Tenemos la cantidad de datos que habíamos soñado al principio del año y los resultados están poniendo a prueba el Modelo Estándar de física de partículas a través de pruebas muy duras", dijo el portavoz del LHCb Pierluigi Campana. "Hasta ahora, la teoría ha resistido estas pruebas de forma brillante, pero, gracias al magnífico funcionamiento del LHC, estamos llegando a niveles de sensibilidad en que podemos ver más allá del Modelo Estándar. Los investigadores, especialmente los jóvenes, están experimentando un gran entusiasmo a la espera de encontrar nueva física”.

Estudiarán la sopa primordial de partículas

En las próximas semanas, los experimentos del LHC analizarán la totalidad de datos de 2011. Así, aunque es posible que surja nueva física de los análisis también es probable que se requieran para ello los 10 femtobarns inversos previstos inicialmente para el periodo 2011-2012.

Al igual que en 2010, el LHC se prepara ahora para cuatro semanas de funcionamiento con colisiones entre iones de plomo, pero este año, el acelerador de partículas más grande del mundo tratará también de demostrar que puede ser capaz de colisionar protones contra iones de plomo en dos períodos dedicados al desarrollo de la máquina. Si tienen éxito, estas pruebas darán lugar a un nuevo sistema de funcionamiento del LHC, usando los protones para estudiar la estructura interna de los iones de plomo mucho más masivos.

Esto es importante para el programa funcionamiento con iones de plomo, cuyo objetivo es estudiar el llamado 'plasma de quarks y gluones', la sopa primordial de partículas a partir de la cual evolucionó la materia que compone el universo visible.

"Hacer chocar iones de plomo nos permite producir y estudiar pequeñas piezas de esta sopa primordial", dijo el portavoz de ALICE Paolo Giubellino, "pero, como diría cualquier buen cocinero, para entender una receta completa es vital entender los ingredientes, que es lo que puede facilitar el estudio del plasma de quarks y gluones".

Participación española

En LHC hay una importante participación española: diez centros de investigación y universidades participan en sus experimentos, y Barcelona alberga uno de los puntos que distribuye la información que genera: el Puerto de Información Científica (PIC). Esta participación se promueve de forma coordinada por el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), un proyecto financiado por el programa Consolider-Ingenio 2010 del Ministerio de Ciencia e Innovación y gestionado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

El CPAN está formado por más de 400 científicos de 26 universidades y centros de investigación. Sus principales objetivos son la promoción y coordinación científica de la participación española en proyectos internacionales, el desarrollo de actividades comunes de I+D y la formación e incorporación a los grupos de nuevos investigadores y técnicos. El CPAN pretende consolidar estas actuaciones mediante la constitución de un centro en red de carácter permanente, análogo al existente en otros países de nuestro entorno.

CPAN/SINC

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